I circuiti stampati PCB (dall’inglese Printed Circuit Board) e i circuiti integrati sono utilizzati ormai  nei più svariati settori,  dall’automobilistico all’elettronica di consumo, dal medicale all’energetico, all’aerospazio.

Con la tendenza a miniaturizzare l’elettronica, gli ingegneri devono progettare schede più piccole e incorporare tutte le funzionalità richieste tenendo conto di possibili problematiche legate alle condizioni di esercizio. Ad esempio, seguire alcune semplici linee guida per la compatibilità elettromagnetica durante la progettazione dei PCB farà risparmiare tempo e costi.

In questo articolo vedremo quali sono le principali sfide che ogni ingegnere/tecnico deve affrontare e come la simulazione numerica riveste un ruolo fondamentale nella soluzione a queste problematiche. Infine risponderemo alla domanda: quali vantaggi derivano da un approccio ingegneristico basato sulla simulazione numerica?

I veicoli elettrici sono destinati a diventare la forma di trasporto più utilizzata nel prossimo futuro e le batterie ricaricabili saranno il cuore pulsante di questi veicoli. I pacchi batteria devono essere costantemente monitorati e gestiti al fine di mantenere la sicurezza, l'efficienza e l'affidabilità dell’insieme delle parti che compongono un veicolo elettrico.

Un sistema di gestione della batteria conosciuto come BMS, dall’inglese Battery Management System, fa tutto questo ed è costituito da un indicatore del livello di carica della batteria, un algoritmo di ricarica ottimale e circuiti di bilanciamento sia lato elettrico, sia lato termico. Il circuito BMS utilizza tre misure provenienti dalla batteria, tensione, corrente e temperatura, al fine di stimare stati e parametri cruciali del pacco batterie, come l'impedenza, la capacità, lo stato di carica, lo stato di salute, la perdita di potenza e la vita utile rimanente. Queste stime sono importanti per il corretto funzionamento degli algoritmi di carica ottimali, per le strategie di carica e del bilanciamento termico e, infine, per i meccanismi di sicurezza della batteria. Un utile approccio, consiste in una caratterizzazione accurata, una stima robusta degli stati e dei parametri della batteria, oltre che delle strategie di controllo ottimale.

In questo articolo vedremo le principali sfide ingegneristiche, come la simulazione può essere la soluzione e quali vantaggi derivano da questo approccio.